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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung, die bei
einfacher Struktur eine hohe Zuverlässigkeit gewährleistet,
sowie ein sperrbares Differential mit dieser Betätigungseinrichtung.
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Es
werden Kraftübertragungsvorrichtungen, wie
ein Differential etc. vorgeschlagen, die mit einer Betätigungseinrichtung
für die
Steuerung der Kraftübertragung
versehen sind. Die Japanische Patentveröffentlichung No. H 05-54574
JP-61130646A offenbart die verwandte Technik einer Kraftübertragungsvorrichtung,
die mit einer Betätigungseinrichtung
versehen ist, die Luftdruck verwendet.
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Gemäß dieser
vorgenannten verwandten Technik besteht die Betätigungseinrichtung aus einem
am Differentialträger
befestigten Zylinder, Kolben etc., sie wird von einer vom Fahrzeugmotor
angetriebenen Luftpumpe mit Luftdruck versorgt und aktiviert, verschiebt
einen Kupplungsring über
den Kolben und eine Schaltgabel, und bewirkt den Eingriff einer
Klauenkupplung. Wird die Versorgung mit Luftdruck beendet, löst sich
der Eingriff der Klauenkupplung.
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Mit
der komplexen Struktur der oben genannten verwandten Technik sind
Nachteile wie Gewichtszunahme und dergleichen verbunden. Da die Vorrichtung
Luftdruck verwendet, ist es auch schwierig, Defekte wie Luftverlust
etc. zu vermeiden, was die Zuverlässigkeit verringert. Um einen
Schaden wie den vorgenannten zu vermeiden, sind Vorrichtungen wie
die Verstärkung
der Dichtungen des Luftdrucksystems etc. notwendig, was wiederum
zu einer komplexeren Struktur führt.
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Die
vorliegende Erfindung ist in Anbetracht der vorgenannten Probleme
erzielt worden, ihr Ziel besteht in einer Betätigungseinrichtung, die bei
einfacher Struktur eine hohe Zuverlässigkeit gewährt, sowie
einem sperrbaren Differential mit dieser Betätigungseinrichtung.
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Dies
wird gemäß der Erfindung
durch eine Betätigungseinrichtung
nach den Merkmalen aus dem Anspruch 1 sowie ein sperrbares Differential nach
den Merkmalen aus dem Anspruch 15 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen
sind in den Unteransprüchen
beschrieben.
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1 ist
eine Querschnittsansicht der Betätigungseinrichtung
gemäß einer
ersten Ausführungsform
dieser Erfindung;
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2 ist
eine Schrägansicht
der zerlegten Betätigungseinrichtung
gemäß der ersten
Ausführungsform
dieser Erfindung;
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3 ist
eine Schrägansicht
der zum Teil zusammengesetzten Betätigungseinrichtung gemäß der ersten
Ausführungsform
dieser Erfindung
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4 ist
eine vordere Frontansicht der Betätigungseinrichtung gemäß der ersten
Ausführungsform
dieser Erfindung mit der dritten Platte auf der linken Seite.
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5 ist
eine Ansicht des Nockenmechanismus der Betätigungseinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform
dieser Erfindung, mit der dritten Platte auf der linken Seite.
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6 ist
eine Frontansicht der Betätigungseinrichtung
gemäß der ersten
Ausführungsform
dieser Erfindung mit der dritten Platte auf der rechten Seite.
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7 ist
eine Ansicht des Nockenmechanismus der Betätigungseinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform
dieser Erfindung, mit der dritten Platte auf der rechten Seite.
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8 ist
eine Querschnittansicht der Hauptteile der ineinandergefügten Platten
der Betätigungseinrichtung
gemäß der ersten
Ausführungsform
dieser Erfindung mit der dritten Platte auf der linken Seite.
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9 ist
eine Frontansicht der Betätigungseinrichtung
gemäß einer
zweiten Ausführungsform dieser
Erfindung.
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10 ist
eine Teilquerschnittsansicht der Betätigungseinrichtung gemäß der zweiten
Ausführungsform
dieser Erfindung mit dem Querschnitt auf der Linie X–X in 9.
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11 ist
eine Frontansicht der Hauptteile der Nockenplatte und des Stoppers
der Betätigungseinrichtung
gemäß einer
dritten Ausführungsform dieser
Erfindung.
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12 ist
eine Frontansicht der Hauptteile der Nockenplatte und des Stoppers
der Betätigungseinrichtung
gemäß einer
vierten Ausführungsform dieser
Erfindung.
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13 ist
eine Grundrißansicht
der Nockenplatte der Betätigungseinrichtung
gemäß der vierten Ausführungsform
dieser Erfindung, insbesondere der Verzahnung.
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14 ist
eine Frontansicht der Betätigungseinrichtung
gemäß einer
fünften
Ausführungsform
dieser Erfindung mit der beweglichen Platte im Zentrum.
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15 ist
eine Frontansicht der Betätigungseinrichtung
gemäß der fünften Ausführungsform
dieser Erfindung mit der beweglichen Platte auf der rechten Seite.
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16 ist
eine Querschnittansicht der Hauptteile der Betätigungseinrichtung gemäß der fünften Ausführungsform
dieser Erfindung in der Umgebung eines Überstands.
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17 ist
eine Querschnittansicht der Hauptteile der Betätigungseinrichtung gemäß der fünften Ausführungsform
dieser Erfindung in der Umgebung eines Überstandes, wobei der Überstand
die Geschwindigkeit der Nockenplatte durch Reibung verzögert.
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18 ist
ein Diagramm, das die Korrelation der Rotationsstellung und der
Achsstellung der Nockenplatte der Betätigungseinrichtung gemäß der fünften Ausführungsform
dieser Erfindung zeigt.
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19 ist
ein Diagramm, das die Korrelation der Rotationsstellung und der
Achsstellung der Nockenplatte der Betätigungseinrichtung gemäß der fünften Ausführungsform
dieser Erfindung zum Vergleich mit Diagramm 18 ohne einen Überstand
zeigt.
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20 ist
eine Querschnittsansicht des sperrbaren Differentials mit der Betätigungseinrichtung
gemäß der sechsten
Ausführungsform
dieser Erfindung.
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21 ist
eine Querschnittsansicht der Hauptteile der Betätigungseinrichtung gemäß der sechsten
Ausführungsform
dieser Erfindung.
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22 ist
eine Frontansicht der Betätigungseinrichtung
gemäß der sechsten
Ausführungsform
dieser Erfindung mit der beweglichen Platte im Zentrum.
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23 ist
eine Frontansicht der Betätigungseinrichtung
gemäß der sechsten
Ausführungsform
dieser Erfindung mit der beweglichen Platte auf der linken Seite.
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24 ist
eine Frontansicht der Betätigungseinrichtung
gemäß der sechsten
Ausführungsform
dieser Erfindung mit der beweglichen Platte auf der rechten Seite.
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25 ist
eine Frontansicht der Betätigungseinrichtung
gemäß der sechsten
Ausführungsform
dieser Erfindung und zeigt die Reihenfolge des Zusammenbaus.
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26 ist
eine Frontansicht der Betätigungseinrichtung
gemäß der sechsten
Ausführungsform
dieser Erfindung und zeigt die Reihenfolge des Zusammenbaus.
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27 ist
eine Hinteransicht der Betätigungseinrichtung
gemäß der sechsten
Ausführungsform
dieser Erfindung und zeigt die Reihenfolge des Zusammenbaus.
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Es
folgt die Beschreibung eines ersten Ausführungsbeispiels dieser Erfindung
mit Bezug auf die 1–8.
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Die
folgende Beschreibung bezieht sich auf das Beispiel eines hinteren
Differentials eines vierradgetriebenen Fahrzeuges als Kraftübertragungsvorrichtung,
wobei die Betätigungseinrichtung
als Schaltsteuerung zwischen Zweirad- und Vierradantrieb dient.
Jedoch kann die vorliegende Erfindung ebenso zur Steuerung einer
Vielzahl von Kraftübertragungsvorrichtungen
wie Kupplungen etc. dienen. Ebenso ist es möglich, die Betätigungseinrichtung
für die
Schaltsteuerung der Verriegelung und Entriegelung eines Differentialgetriebes
zu verwenden.
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1 zeigt
ein hinteres Differential 3, wobei die seitliche Ausrichtung
der seitlichen Ausrichtung in einem vierradgetriebenen Fahrzeug
entspricht, in dem das hintere Differential 3 eingesetzt
wird.
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Das
hintere Differential 3 (eine Differentialvorrichtung, die
die Antriebskraft des Motors auf das rechte und linke Hinterrad
verteilt) ist eine Differentialvorrichtung, die auf der Eingangsseite
des Differentialmechanismus eine selektive Sperr- und Freigabefunktion
der Antriebskraft aufweist. Es wird in vierradgetriebenen Fahrzeugen
eingesetzt, im Zweiradantriebsbetrieb trennt es die Antriebskraft
auf die Hinterräder.
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Das
Antriebskraftübertragungssystem
eines vierradgetriebenen Fahrzeuges, in dem das hintere Differential 3 eingesetzt
wird, besteht aus Motor, Transmissionsgetriebe, Verteilergetriebe,
2-4-Umschaltvorrichtung (Umschalten von Zweiradantrieb auf Vierradantrieb),
vorderes Differential (eine Differentialvorrichtung für die Verteilung
der Antriebskraft des Motors auf das rechte und linke Vorderrad),
Vorderachse, rechtes und linkes Vorderrad, Gelenkwelle der hinteren
Räder,
hinteres Differential 3, eine Hinterachse, rechtes und
linkes Hinterrad etc.
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Die
2-4-Umschaltvorrichtung bildet die Schnittstelle des Verteilergetriebes
für die
Kraftabführung
auf die Hinterräder,
und sie wird, wie im folgenden dargestellt, gleichzeitig mit dem
hinteren Differential 3 ab- und zugeschaltet und überträgt die Antriebskraft
auf die Hinterräder.
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Die
Antriebskraft des Motors wird vom Transmissionsgetriebe auf das
Verteilergetriebe übertragen
und vom Verteilergetriebe über
die Vorderachse auf die Seite der Vorderräder und auf die Seite der Hinterräder verteilt.
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Die
auf die vorderen Räder
abgeführte
Antriebskraft wird vom vorderen Transmissionsgetriebe über die
Vorderachse auf die Seite des rechten und linken Vorderrads verteilt.
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Weiterhin
wird, wenn die 2-4-Umschaltvorrichtung und das hintere Differential 3 zugeschaltet sind,
die auf die hinteren Räder
verteilte Antriebskraft von der 2-4-Umschaltvorrichtung und der
Gelenkwelle auf das hintere Differential 3 übertragen,
und von dem hinteren Differential 3 über die Hinterradachse auf
das linke und rechte Hinterrad übertragen,
womit sich das Fahrzeug im Vierradantriebszustand befindet.
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Weiterhin
werden, wenn die 2-4-Umschaltvorrichtung und das hintere Differential 3 jeweils
gelöst
sind, die Hinterräder
vom Motor getrennt, und das Fahrzeug befindet sich im Zweiradantriebszustand.
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Das
hintere Differential 3 ist innerhalb des Differentialträgers 5 angebracht,
und innerhalb des Differentialträgers 5 ist
ein Ölreservoir
gebildet.
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Das
hintere Differential 3 umfaßt eine Betätigungseinrichtung 1,
ein äußeres Differentialgehäuse 7,
ein inneres Differentialgehäuse 9,
einen Kegelrad-Differentialmechanismus 11, eine Klauenkupplung 13 (eine
Kupplung) etc.
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Des
weiteren umfaßt
die Betätigungseinrichtung
eine Auflageplatte 15 (eine erste Platte), eine Nockenplatte 17 (eine
dritte Platte), eine bewegliche Platte 19 (eine zweite
Platte), Nocken 21 (einen Nockenmechanismus), eine Rückholfeder 23,
eine Schiebefeder 25, einen Elektromotor 27 (eine
Antriebsquelle), ein Sammelgetriebe 29, eine Steuereinrichtung
etc.
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Das
hintere Differential 3 weist eine aus äußerem Differentialgehäuse 7 und
innerem Differentialgehäuse 9 bestehende
Doppelgehäusestruktur
auf, wobei das innere Differentialgehäuse 9 im Innenumfang
des äußeren Differentialgehäuses 7 frei
drehbar aufgelagert wird. Des weiteren sind die im äußeren Differentialgehäuse 7 gebildeten
linken und rechten Nabenteile 31, 33 jeweils über ein
Drucklager 35 auf den Differentialträger 5 aufgelagert.
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Am
Differentialträger 5 sind
mittels des Schraubenteils 39 die Staubkappen 37, 37 aufgebracht;
durch Drehen dieser Staubkappen 37 mittels des Schraubenteils 39 verschiebt
sich der äußere Laufring 41 in
Axialrichtung und wird die Vorspannung der einzelnen Kugeldrucklager 35 eingestellt.
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Am äußeren Differentialgehäuse 7 wird
mittels Schraubbolzen 45 ein Tellerrad 43 befestigt.
Das Tellerrad 43 ist im Eingriff mit dem Antriebsritzel 47, das
integral mit der Antriebswelle 49 gebildet ist. Die Antriebswelle 49 wird über ein
Verbindungsstück
sowie die Gelenkwelle auf Seiten der Hinterräder etc. mit der 2-4-Umschaltvorrichtung
des Verteilergetriebes verbunden, und die Antriebskraft des Motors dreht
das äußere Differentialgehäuse 7 von
der 2-4-Umschaltvorrichtung her über
das Antriebskraftübertragungssystem
der hinteren Räder.
Im inneren Teil des äußeren Differentialgehäuses 7 ist
der Kupplungsring 51 angebracht, und er wird frei in Axialrichtung
beweglich im Innenumfang des äußeren Differentialgehäuses 7 aufgelagert.
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Die
Klauenkupplung 13 besteht aus einem Gegenrad 53 und
einem Gegenrad 55, wobei das Gegenrad 53 am linken
Ende des Kupplungsringes 51 gebildet ist und das Gegenrad 55 am
rechten Ende des inneren Differentials 9 gebildet ist.
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Jeweils
links und rechts am äußeren Differentialgehäuse 7 sind
in gleichem Abstand in peripherer Richtung die beiden Öffnungen 57, 59 für den Zu-
und den Abfluß von Öl angebracht.
Am rechten Ende des Kupplungsringes 51 sind in gleichem
Abstand in peripherer Richtung vier Fußteile 61 angebracht,
die in die Öffnung 59 greifen
und nach außen hervor
stehen.
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Der
Kupplungsring 51 wird, wie im folgenden beschrieben, von
der Betätigungseinrichtung 1 nach links
und nach rechts bewegt. Wird der Kupplungsring 51 nach
links bewegt, kommt die Klauenkupplung 13 in Eingriff und
werden das äußere Differentialgehäuse 7 und
das innere Differentialgehäuse 9 verbunden,
wie in der unteren Hälfte
von 1 zu sehen, und kehrt der Kupplungsring 51 nach
rechts zurück,
löst sich
der Eingriff der Klauenkupplung 13 und werden das äußere Differentialgehäuse 7 und das
innere Differentialgehäuse 9 getrennt,
wie in der oberen Hälfte
von 1 zu sehen.
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Zwischen
dem linken Ende des inneren Differentialgehäuses 9 und dem äußeren Differentialgehäuse 7 ist
eine Sicherungsscheibe 63 angeordnet, die die Wirkkraft
der Betätigungseinrichtung 1 aufnimmt,
wobei mittels dieser Sicherungsscheibe 63 das innere Differentialgehäuse 9 linksseitig
in axialer Richtung positioniert wird.
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Der
Kegelrad-Differentialmechanismus 11 besteht aus einer Mehrzahl
von Ritzelwellen 65, Ritzeln 67, einem linken
und rechten abtriebsseitigen Achswellenrad 69, 71 etc.
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Das äußere Ende
jeder Ritzelwelle 65 greift in ein in gleichem Abstand
in peripherer Richtung gebildetes Durchgangsloch 73 und
ist mit einer Verstellsicherung mittels eines Federstiftes 75 versehen.
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Die
Ritzel 67 sind frei drehbar auf den einzelnen Ritzelwellen 65 aufgelagert,
und die Achswellenräder 69, 71 greifen
von links und rechts in die einzelnen Ritzel 67.
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Die
einzelnen Nabenteile 77, 79 der Achswellenräder 69, 71 sind
auf die am äußeren Differentialgehäuse 7 gebildeten
Auflegerteile 81, 83 aufgelagert, und die einzelnen
Nabenteile 77, 79 sind jeweils mit der rechten
und linken Hinterachse keilwellenverbunden.
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Zudem
ist zwischen den einzelnen Achswellenrädern 69, 71 und
dem äußeren Differentialgehäuse 7 jeweils
eine Sicherungsscheibe 85 angeordnet, welche die Eingriffsschubkraft
der Achswellenräder 69, 71 aufnimmt.
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In
der Innenperipherie des inneren Differentialgehäuses 9 sind der Rückseite
jedes Ritzels 67 entgegenstehende sphärische Scheiben 87 gebildet,
die die Zentrifugalkraft der Ritzel 67 sowie die durch
den Eingriff der einzelnen Achswellenräder 69, 71 auf
die Ritzel 67 ausgeübte
Eingriffsgegenkraft aufnehmen.
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Die
Auflageplatte 15 der Betätigungseinrichtung 1 ist
preßgeformt
und besteht, wie in 2 zu sehen, aus einem ringförmigen Plattenteil 89,
zwei mit dem ringförmigen
Plattenteil 89 integral gebildeten festen Plattenteilen 91,
drei in gleichem Abstand in peripherer Richtung zur Innenperipherie
des ringförmigen
Plattenteils 89 angebrachten Montageaussparungen 93,
zwei in gleichem Abstand in peripherer Richtung zur Außenperipherie
des ringförmigen Plattenteils 89 angebrachten
Führungsnuten 95 etc. Die
Auflageplatte 15 ist ein wenig stärker als die bewegliche Platte 19 und
die Nockenplatte 17, um der axialen Kraft der Nocken 21,
der Federn 23, 25 etc. standhalten zu können.
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Die
Nockenplatte 17 ist preßgeformt und besteht, wie in 8 zu
sehen, aus einem ringförmigen Plattenteil 97,
einer integral aus dem vorgenannten ringförmigen Plattenteil 97 heraus
verlängerten
und mit einer Getriebeverzahnung versehenen Platte 99, drei
in gleichem Abstand in peripherer Richtung zur Innenperipherie des
ringförmigen
Plattenteils 97 angebrachten Montageaussparungen 101,
drei in peripherer Richtung an die einzelnen Aussparungen 101 grenzend
angebrachten Überständen 103 (das
Ende der Auflageplatte umfassender gefalzter Teil als Rückhaltevorrichtung),
drei entlang der Innenperipherie des ringförmigen Plattenteils 97 in
gleichem Abstand in peripherer Richtung angebrachten Nocken 105 etc.
Die drei Nocken 105 sind preßgeformt und müssen eine
Höhe aufweisen,
die dem axialen Bewegungsvolumen (Hub) der vorgenannten beweglichen
Platte 19 entspricht.
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Der
Plattenteil 99 ist integral mit dem ringförmigen Plattenteil 97 gebildet,
und an seiner Außenperipherie
ist eine Verzahnung 107 angebracht. Die Überstände 103 bestehen
aus einem am ringförmigen
Plattenteil 97 gebildeten axialen Teil 109, und aus
einem am Ende des axialen Teils 109 gebildeten diametralen
Teil 111.
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Die
einzelnen Nockenstücke 105 bestehen, wie
in 5 zu sehen, aus einer schrägen Fläche 113 (Nockenfläche), einer
in peripherer Richtung dazu gebildeten Auflagefläche 115 ohne Nockenwinkel,
sowie einem zwischen der schrägen
Fläche 113 und
der Auflagefläche 115 gebildeten
Halteüberstand 117.
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Die
bewegliche Platte 19 ist preßgeformt und besteht, wie in 2 zu
sehen, aus einem ringförmigen
Plattenteil 119 (Basisteil), drei in gleichem Abstand in
peripherer Richtung zur Innenperipherie des ringförmigen Plattenteils 119 angebrachten
Nockenführungsstücken 121 (Überstände), drei
zwischen den einzelnen Nockenführungsstücken 121 angebrachten
Innenperipherie-Führungsstücken 123, zwei
in gleichem Abstand in peripherer Richtung zur Außenperipherie
des ringförmigen
Plattenteils 119 angebrachten Außenperipherie-Führungsstücken 125 etc.
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Zudem
bestehen die einzelnen Nockenführungsstücke 121 aus
einem an dem ringförmigen Plattenteil 119 gebildeten
axialen Teil 127, und einem am Ende des axialen Teils 127 gebildeten
diametralen Teil 129.
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Die
Auflageplatte 15, die Nockenplatte 17 und die
bewegliche Platte 19 werden gemäß 3 montiert,
und die Montage erfolgt in der folgenden Reihenfolge.
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Zunächst werden
die einzelnen Überstände 103 der
Nockenplatte 17 jeweils von rechts in die Montageaussparungen 93 der
Auflageplatte 15 eingesetzt, danach dreht man die Nockenplatte 17 in Richtung
des Pfeils 131 in 2, bis die
einzelnen Montageaussparungen 101 der Nockenplatte 17 und die
Montageaussparungen 93 der Auflageplatte 15 überlappen.
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In
diesem Zustand umfassen, wie in 8 zu sehen,
der axiale Teil 109 und der diametrale Teil 111 der
einzelnen Überstände 103 der
Nockenplatte 17 den ringförmigen Plattenteil 89 der
Auflageplatte 15 und verbinden diese, und die Nockenplatte 17 wird
von der Auflageplatte 15 in axialer Richtung positioniert
und zentriert.
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Nun
werden die einzelnen Nockenführungsstücke 121 der
beweglichen Platte 19 von links in die einzelnen Montageaussparungen 93, 101 der
Auflageplatte 15 und der Nockenplatte 17 eingesetzt,
danach dreht man die Nockenplatte 17 in Richtung des Pfeils 133 in 2,
und die bewegliche Platte 19 wird von dem diametralen Teil 129 der
einzelnen Nockenführungsstücke 121 mit
dem ringförmigen
Plattenteil 97 der Nockenplatte 17 verbunden.
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Der
Montageprozeß der
einzelnen Platten 15, 17, 19 erfordert
demnach nur wenige Schritte und ist extrem einfach.
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Nach
Abschluß der
Montage werden die einzelnen ringförmigen Plattenteile 89, 97 der
Auflageplatte 15 und der Nockenplatte 17 von den Innenperipherie-Führungsstücken 123 der
beweglichen Platte 19 an der Innenperipherie geführt, und
so die Auflageplatte 15, die Nockenplatte 17 und
die bewegliche Platte 19 gegenseitig zentriert. Darüber hinaus ist
die Nockenplatte 17 drehbar gegenüber der Auflageplatte 15 und
der beweglichen Platte 19.
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Die
einzelnen festen Plattenteile 91 der Auflageplatte 15 sind,
wie in 1 zu sehen, zusammen mit der Metallhalterung 135 des
Elektromotors 27 mit einem Schraubenbolzen 137 am
Differentialträger 5 befestigt.
Die Nocken 21 bestehen, wie in 5 und 7 zu
sehen, aus den einzelnen Nockenstücken 105 der Nockenplatte 17,
sowie den einzelnen Nockenführungsstücken 121 (diametrale
Teile 129) der beweglichen Platte 19.
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Die
Rückholfeder 23 ist,
wie in 1 zu sehen, integral in dem Halter 139 des
Kupplungsringes 51 gebildet. Wie in 1, 2 und 3 zu
sehen, ist ein an diesem Halter 139 gebildetes Armteil 141 an
den einzelnen Fußteilen 61 des
Kupplungsringes 51 befestigt, und ist ein Ring 143 zwischen
dem Halter 139 (Rückholfeder 23)
und dem rechten Ende des äußeren Differentialgehäuses 7 angeordnet.
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Kupplungsring 51 und
Halter 139 können
integral axial hin und her pendeln, und die Rückholfeder 23 wirkt
auf den Kupplungsring 51 in Richtung des Lösens des
Eingriffs (nach rechts) der Klauenkupplung.
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Die
Schiebefeder 25 ist, wie in 1 zu sehen,
integral mit der beweglichen Platte 19 gebildet. Die Wirkkraft
der Schiebefeder 25 wird größer gesetzt als die Wirkkraft
der Rückholfeder 23 und
wirkt auf die bewegliche Platte 19 und auf den Kupplungsring 51 in
Richtung des Eingriffs (nach links) der Klauenkupplung 13.
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Als
Rückholfeder 23 und
Schiebefeder 25 können,
wie in 2 zu sehen, jeweils auch eine Schraubenfeder 145 und
eine Schraubenfeder 147 verwendet werden.
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Zudem
sind in der Nockenplatte 17 an drei Stellen in gleichem
Abstand in peripherer Richtung drei Federteller 149 für die Schraubenfeder 147 angebracht.
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Der
Elektromotor 27 ist mittels der Metallhalterung 135 am
Differentialträger
befestigt. Der Elektromotor 27 ist in beide Richtungen
drehbar und ist über
eine Steuereinrichtung an die Fahrzeugbatterie angeschlossen.
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Das
Sammelgetriebe 29 besteht aus einem an der Abtriebswelle 151 des
Elektromotors 27 befestigten Ritzel 153 und der
Verzahnung 107 der Nockenplatte 17 (Plattenteil 99),
es verstärkt
das Drehmoment des Elektromotors und dreht die Nockenplatte 17.
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Die
Steuereinrichtung bewirkt das Einrücken und das Ausrücken der
Klauenkupplung 13 wie im folgenden beschrieben, zeitgleich
mit dem Umschalten vom Zweiradantriebszustand in den Vierradantriebszustand
verbindet sie jeweils die Klauenkupplung 13 und die 2-4-Umschaltvorrichtung,
und zeitgleich mit dem Umschalten vom Vierradantriebszustand in
den Zweiradantriebszustand trennt sie jeweils die Klauenkupplung 13 und
die 2-4-Umschaltvorrichtung.
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Zudem
bewirkt die Steuereinrichtung beim Ein- und Ausrücken der Klauenkupplung 13 mittels einer
Zeitsteuerung eine Rotation des Elektromotors 27 in beide
Richtungen (eine Richtung und ihre Gegenrichtung) nur für eine jeweils
gegebene Zeit (Winkel). Wenn der Elektromotor 27 sich nur
für eine
gegebene Zeit dreht, wird die Nockenplatte 17 über das Sammelgetriebe 29 in
eine gegebene Richtung nur in einem gegebenen Winkel gedreht.
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4 zeigt
einen Zustand, in dem der Plattenteil 99 im größtmöglichen
Winkel in die eine Richtung gedreht ist und das Ritzel 153 des
Sammelgetriebes 29 in ein Ende der Verzahnung 107 eingreift. Zu
diesem Zeitpunkt trifft der feste Plattenteil 91 der Auflageplatte 15 auf
den Plattenteil 99 und wird zum Stopper, der ein Überdrehen
der Nockenplatte 17 verhindert, und verhindert, daß die Verzahnung 107 sich
vom Ritzel 153 löst.
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5 zeigt
einen Zustand des Nockens 21 gemäß 4, bevor
der diametrale Teil 129 der einzelnen Nockenführungsstücke 121 (bewegliche
Platte 19) an der schrägen
Fläche 113 der
einzelnen Nockenstücke 105 (Nockenplatte 17)
ansteigt. Zu diesem Zeitpunkt wird der diametrale Teil 129 von
der Wirkkraft der Schiebefeder 129 gegen den ringförmigen Plattenteil 97 gedrückt, und
Nocken 21 wird nicht betätigt. Zudem zeigen die einzelnen
Pfeile in 4, 5 die Bewegungsrichtung
der Nockenplatte 17 und des Nockenführungsstücks 121 (bewegliche Platte 19)
wenn der Elektromotor 27 in entgegengesetzter Richtung
des jeweiligen Zustandes gedreht wird.
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In
einem Zustand, in dem der Nocken 21 nicht betätigt wird,
bewegt sich, wie im unteren Teil von 1 zu sehen,
die bewegliche Platte 19 (Kupplungsring 51) durch
die Schiebefeder 25 nach links und die Klauenkupplung 13 kommt
in Eingriff.
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Zu
diesem Zeitpunkt bildet die Schiebefeder 25 einen Wartemechanismus,
sie bringt die Klauenkupplung 13 in Eingriff, wenn die
Phasen der Gegenräder 53, 55 ausgerichtet
sind.
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Wird
die Klauenkupplung 13 in Eingriff gebracht, kommt, wie
oben beschrieben, das Fahrzeug in den Vierradantriebszustand.
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6 zeigt
einen Zustand, in dem der Elektromotor 27 in größtmöglichem
Winkel zur Gegenrichtung des in 4 gezeigten
Zustandes gedreht wird und das Ritzel 153 des Sammelgetriebes 29 an einem
anderen Ende der Verzahnung 107 in Eingriff kommt. Zu diesem
Zeitpunkt trifft das andere feste Plattenteil 91 der Halteplatte 15 auf
den Plattenteil 99 und wird zum Stopper, der ein Überdrehen
der Nockenplatte 17 verhindert, und verhindert, daß sich die Verzahnung 107 vom
Ritzel 153 löst.
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7 zeigt
einen Zustand des Nockens 21 gemäß 6. Der diametrale
Teil 129 der einzelnen Nockenführungsstücke 121 steigt an
der schrägen Fläche 113 der
einzelnen Nockenführungen 105 an, kommt über den
Halteüberstand 117,
wird von der Auflagefläche 115 gehalten
und betätigt
den Nocken 21. Die Pfeile in 6, 7 zeigen
die Bewegungsrichtung der Nockenplatte 17 und des Nockenführungsstücks 121 (bewegliche
Platte 19), wenn der Elektromotor 27 in entgegengesetzter
Richtung des jeweiligen Zustandes gedreht wird.
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Bei
Betätigung
des Nockens 21 bewegen sich durch die Nockenschubkraft
die einzelnen Nockenführungsstücke (bewegliche
Platte 19) in 7 nach oben und drücken die
Schiebefeder 25 zusammen.
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8 zeigt
die axiale Position der einzelnen Platten 15, 17, 19 zu
diesem Zeitpunkt. Auch in komprimiertem Zustand der Schiebefeder 25 bleibt
ein ausreichender Zwischenraum zwischen Nockenplatte 17 und
dem diametralen Teil 111 der Nockenplatte 17 erhalten.
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Wenn
die Schiebefeder 25 gegen die vorgenannte Auflageplatte 15 stößt und durch
die axiale Kraft komprimiert wird, bewegt sich, wie in der oberen Hälfte von 1 gezeigt,
die bewegliche Platte 19 (Kupplungsring 15) aufgrund
der Wirkkraft der Rückholfeder 23 nach
rechts und der Eingriff der Klauenkupplung 13 wird gelöst.
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Löst sich
der Eingriff der Klauenkupplung 13, kommt das Fahrzeug,
wie oben beschrieben, in einen Zweiradantriebszustand.
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Darüber verhindert
die Sperrfunktion des Halteüberstands 117,
der die einzelnen Nockenstücke 121 auf
der Auflagefläche 115 hält, daß das Fahrzeug
entgegen dem Willen des Fahrers im Betriebshalt-Zustand des Elektromotors 27 aufgrund
von Störfaktoren
wie Erschütterungen
oder Stößen während der
Fahrt vom Zweiradantriebszustand in den Vierradantriebszustand wechselt.
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Wie
oben dargestellt, wird im Vierradantriebszustand, in dem die Klauenkupplung 13 und
die 2-4-Umschaltvorrichtung jeweils verbunden sind, die Antriebskraft
des Motors von der 2-4-Umschaltvorrichtung über das Antriebskraftübertragungssystem der
hinteren Räder
auf das äußere Differentialgehäuse 7 übertragen,
und wird das innere Differentialgehäuse 9 über die
Klauenkupplung 13 in Drehung versetzt.
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Diese
Drehung wird von der Ritzelwelle 65 über das Ritzel 67 auf
die Achswellenräder 69, 71 verteilt,
und über
die einzelnen Radachsen auf das linke und rechte Hinterrad übertragen.
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Kommt
das Fahrzeug in den Vierradantriebszustand, verbessern sich die
Laufeigenschaften, das Ausweichvermögen und die Stabilität des Fahrzeugs auf
schlechter Straße.
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Wenn
zudem z.B. bei der Fahrt auf schlechter Straße eine Differenz im Antriebswiderstand
der hinteren Räder
auftritt, wird die Antriebskraft des Motors durch die Eigendrehung
der einzelnen Ritzel 67 ausgleichend auf das rechte und
das linke Hinterrad verteilt.
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Im
Zweiradantriebszustand, wenn die Verbindung zwischen Klauenkupplung
und 2-4-Umschaltvorrichtung jeweils gelöst ist, ist der Bereich vom
inneren Differentialgehäuse 9 bis
zu den hinteren Rädern
durch die Klauenkupplung getrennt und befindet sich in freier Drehung,
zugleich ist das Kraftübertragungssystem
von der 2-4-Umschaltvorrichung zum äußeren Differentialgehäuse 7 sowohl von
der Antriebskraft des Motors als auch von der Mitnahmewirkung durch
die hinteren Räder
getrennt, und seine Drehung kommt zum Stillstand.
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So
verringert sich in diesem Zweiradantriebszustand, wenn die Drehung
des Kraftübertragungssystems
der hinteren Räder
von der 2-4-Umschaltvorrichtung
zum äußeren Differentialgehäuse 7 zum
Stillstand kommt, die Vibration und verbessert sich die Fahrqualität, zugleich
verringert sich der Verschleiß der
einzelnen Teile des Kraftübertragungssystems
für die
hinteren Räder
und erhöht
sich ihre Haltbarkeit, darüber
hinaus verringern sich die Belastung des Motors sowie der Treibstoffverbrauch
entsprechend dem geringeren Umdrehungswiderstand.
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Am äußeren Differentialgehäuse 7 sind
außer
den beiden Öffnungen 57, 59 an
der Innenperipherie der Nabenteile 31, 33 jeweils
spiralförmige Ölnuten 163, 165 gebildet,
darüber
hinaus sind an dem den Sicherungsscheiben 85, 85 gegenüberstehenden
Teil jeweils mit den Ölnuten 163, 165 verbundene diametrale Ölnuten 167, 169 gebildet.
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Da
die Öffnungen 57, 59 am
Außenseitenteil des
Differentialgehäuses 7 in
diametraler Richtung gebildet sind, werden sie beständig in
das Öl
des am Differentialträger 5 gebildeten Ölreservoirs
getaucht, und fließt
mit der Drehung des äußeren Differentialgehäuses 7 Öl durch
die Öffnungen 57, 59 ein
und aus.
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Zudem
wird das Öl
des Ölreservoirs
durch die Drehung des äußeren Differentialgehäuses 7 (Tellerrad 43)
hochgerührt,
der Transport des hochgerührten Öls durch
die Schraubenpumpenwirkung der Ölnuten 163, 165 befördert, und
es strömt
durch den Zwischenraum zwischen den Ölnuten 167, 169 und
den Sicherungsscheiben 85, 85 etc. in den Innenteil
des äußeren Differentialgehäuses 7.
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Das
in das äußere Differentialgehäuse 7 einströmende Öl wird an
die den Differentialmechanismus 11 bildenden einzelnen
Eingriffsteile der Ritzel 67, 69, 71,
die gleitenden Teile der Ritzelwellen 65 und der Ritzel 67,
die gleitenden Teile des äußeren Differentialgehäuses 7 und
des inneren Differentialgehäuses 9,
die gleitenden Teile des äußeren Differentialgehäuses 7 und
des Kupplungsrings 51, sowie die Klauenkupplung 13 (Gegenrad 53, 55)
geliefert und schmiert und kühlt
diese.
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Zudem
werden auch der untere Teil der Betätigungseinrichtung 1 in
das Ölreservoir
getaucht und die gleitenden Teile der in Drehung versetzten Nockenplatte 17,
Halteplatte 15 und beweglichen Platte 19, sowie
die Nocken 21 etc. geschmiert und gekühlt.
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Zudem
wird auch das Sammelgetriebe 29 von dem vorgenannten hochgerührten Öl geschmiert und
gekühlt.
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Aufgrund
der vorgenannten Schmierung und Kühlung durch das zulaufende Öl verringert
sich die Reibung und erhöht
sich die Haltbarkeit, zugleich verringert sich der Reibungswiderstand
der einzelnen gleitenden Teile und sinkt der Treibstoffverbrauch des
Motors.
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Die
Betätigungseinrichtung 1 und
das hintere Differential 3 sind in der oben beschriebenen
Art und Weise strukturiert.
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Die
Auflageplatte 15 und die Nockenplatte 17 werden
in der Betätigungseinrichtung 1,
wie in 2 zu sehen, in axialer Richtung positioniert und
zentriert.
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Infolgedessen
wird, auch wenn in der Klauenkupplung 13 eine Sperrbewegung
entsteht, während
die Nocken 21 nicht betätigt
werden, ein Pendeln der Nockenplatte 17 verhindert, der
Eingriff zwischen Verzahnung 107 auf der Seite der Nockenplatte 17 und
Antriebsritzel 153 auf der Seite des Elektromotors 27 wird
stabil, Reibung und Verringerung der Haltbarkeit werden verhindert,
und Betrieb und Leistung der Betätigungseinrichtung 1 und
des hinteren Differentials 3 sind stabil.
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Da
sich aufgrund der Verhinderung eines Pendelns der Nockenplatte 17 die
Sperrbewegung der Klauenkupplung 13 vermindert, wird darüber hinaus
auch einer Verringerung der Haltbarkeit der Gegenräder 53, 55 der Klauenkupplung 13,
sowie der mit der Sperrbewegung komprimierten und gedehnten Rückholfeder 23 und
Schiebefeder 25 in großem Maße entgegengewirkt.
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Zudem
kommt die Betätigungseinrichtung 1, die
das Drehmoment des Elektromotors 27 durch Nocken 21 in
eine Betätigungskraft
der Klauenkupplung 13 umwandelt, anders als die bisherige
Technik der Flüssigkeitsdruck-Betätigungseinrichtungen,
ohne die teure Pumpe, Kolben und Zylinder sowie Schaltmechanismus
aus, womit sich die Teilezahl entsprechend verringert, die Struktur
einfacher wird und die Kosten sinken.
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Darüber hinaus
benötigt
das hintere Differential 3 mit der Betätigungseinrichtung 1 nicht
den großen
Raum für
die Anordnung der Druckleitungen etc., es ist leicht und kompakt
strukturiert und paßt
sich besser in das Fahrzeug ein, zugleich besteht keine Notwendigkeit,
Veränderungen
am hinteren Differentialträger 5 vorzunehmen,
womit auch die für
solche Veränderungen
anfallenden Kosten vermieden werden.
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Es
folgt die Beschreibung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung anhand
von 9 und 10, wobei sich die Beschreibung
hauptsächlich auf
die Unterschiede bezieht. Bisher beschriebene wesentlich identische
Elemente sind mit identischen Referenznummern bezeichnet, und auf
eine ausführliche
Beschreibung wird verzichtet.
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Anstelle
der Betätigungseinrichtung 1 im
hinteren Differential 3 gemäß der ersten Ausführungsform
findet eine Betätigungseinrichtung 251 Verwendung.
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Bei
der Betätigungseinrichtung 251 ist
in der Nockenplatte 17 (Plattenteil 99) bei einem
gegebenen Abstand zur Verzahnung 107 ein Führungsteil 253 (Rückhaltevorrichtung)
angebracht, das die beiden Enden und die Rückseite der Verzahnung 107 umfaßt. Das
Ritzel 153 an der Seite des Elektromotors 27 kommt
in einem zwischen dem Führungsteil 253 und
der Verzahnung 107 angebrachten Schlitz 25 mit
der Verzahnung 107 zum Eingriff.
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Bei
der derart strukturierten Betätigungseinrichtung 251 dreht
sich die Nockenplatte 17 (Verzahnung 107) aufgrund
der Drehung des Ritzels 153, und selbst wenn sich das Ritzel 153 bis
zum Endteil der Verzahnung 107 bewegt, stößt das Ritzel 153 an die
beiden Enden des Führungsteils 253 und
dessen Führungsfunktion
verhindert, daß die
Verzahnung 107 sich vom Ritzel 153 löst.
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Da
zudem das Führungsteil 253 die
durch den Eingriff mit der Verzahnung 107 auf das Ritzel 153 ausgeübte Eingriffsgegenkraft
aufnimmt, wird eine Verformung des Ritzels 153 und der
Abtriebsachse des Elektromotors 27 etc. verhindert.
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Da
gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung auf diese Art und Weise der Eingriff des Ritzels 153 mit
der Verzahnung 107 normal aufrechterhalten wird, sind die
Leistung und der Betrieb der Betätigungseinrichtung 251 und
des hinteren Differentials 3 stabil.
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Es
folgt die Beschreibung einer dritten Ausführungsform der Erfindung anhand
von 11, wobei sich die Beschreibung hauptsächlich auf
die Unterschiede bezieht. Bisher beschriebene wesentlich identische
Elemente sind mit identischen Referenznummern bezeichnet, und auf
eine ausführliche
Beschreibung wird verzichtet.
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Eine
Betätigungseinrichtung
gemäß der dritten
Ausführungsform
findet Verwendung anstelle der Betätigungseinrichtung 1 im
hinteren Differential 3 gemäß der ersten Ausführungsform.
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Bei
einer Betätigungseinrichtung
gemäß der dritten
Ausführungsform
sind an den beiden Enden (der Teil, wo die Nockenplatte an den Stopper
stößt) der
Nockenplatte 17 (Plattenteil 99) durch Bilden
von Schlitzen 301 Federstücke 303, 303 (Rückhaltevorrichtung)
geformt.
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Selbst
wenn die Nockenplatte 17 (Verzahnung 107) vom
Elektromotor 27 in beide Richtungen gedreht wird und auf
den festen Plattenteil 91 der Auflageplatte 15 (der
den Drehwinkel der Nockenplatte in einem gegebenen Bereich haltende
Stopper) stößt, löst sich
demnach aufgrund einer Stoßaufnahme
nicht der Eingriff zwischen dem Ritzel 153 und der Verzahnung 107,
da der Stoß von
diesen Federstücken 303 absorbiert
wird.
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Zudem
wird aufgrund dieser Stoßabsorptionsfunktion
der Federstücke 303 ein
Verschleiß des Ritzels 153 und
der Verzahnung 107 verhindert, sowie auch eine Verformung
der Nockenplatte 17 (Plattenteil 99) und des festen
Plattenteils 91 verhindert.
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Da
gemäß der dritten
Ausführungsform
der Erfindung auf diese Art und Weise der Eingriff des Ritzels 153 mit
der Verzahnung 107 normal aufrechterhalten wird, sind die
Leistung und der Betrieb der Betätigungseinrichtung
und des hinteren Differentials 3 stabil.
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Da
zudem der Plattenteil 99 und die Schlitze 301 zugleich
mit der Formpressung der Nockenplatte 17 erzeugt werden
können,
handelt es sich um eine extrem billige und leicht zu realisierende
Struktur.
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Es
folgt die Beschreibung einer vierten Ausführungsform der Erfindung anhand
von 12 und 13, wobei
sich die Beschreibung hauptsächlich auf
die Unterschiede bezieht. Bisher beschriebene wesentlich identische
Elemente sind mit identischen Referenznummern bezeichnet, und auf
eine ausführliche
Beschreibung wird verzichtet.
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Bei
einer Betätigungseinrichtung
gemäß der vierten
Ausführungsform
sind an den beiden Enden der Nockenplatte 17 (Plattenteil 99)
ein Paar starker Teile 351 (Rückhaltevorrichtung) gebildet.
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Selbst
wenn demnach die Nockenplatte 17 (Verzahnung 107)
vom Elektromotor 27 in beide Richtungen gedreht wird und
auf den festen Plattenteil 91 (Stopper) der Auflageplatte 15 stößt, wodurch die
Drehung des Elektromotors 27 stockt und ein großes Drehmoment
auf die Verzahnung 107 wirkt, wird Beschädigung und
Verschleiß verhindert,
da der starke Teil 351 das vorgenannte Drehmoment aufnimmt.
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Es
folgt die Beschreibung einer fünften
Ausführungsform
der Erfindung anhand von 14 bis 19,
wobei sich die Beschreibung hauptsächlich auf die Unterschiede
bezieht. Bisher beschriebene wesentlich identische Elemente sind
mit identischen Referenznummern bezeichnet, und auf eine ausführliche
Beschreibung wird verzichtet.
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Diese
Betätigungseinrichtung 601 findet
Verwendung anstelle der Betätigungseinrichtung 1 im hinteren
Differential 3 gemäß der ersten
Ausführungsform.
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Wie
in 14 und 15 zu
sehen, sind bei der Betätigungseinrichtung 601 in
der Auflageplatte 15 in gleichem Abstand in peripherer
Richtung zu den beiden Seiten des Rotationszentrums der Nockenplatte 17 (Plattenteil 99)
ein Stopper 603 und ein vorspringendes Teil 605 und
ein Paar nach außen
gewölbte
Teile 607 (Bremsvorrichtung) gebildet.
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Die
einzelnen Stopper 603 sind an den vorspringenden Teilen 605 in
Richtung der Nockenplatte 17 gefaltet.
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Stößt die,
wie vom Pfeil 651 in 14 gezeigt,
in beide Richtungen gedrehte Nockenplatte 17 (Plattenteil 99)
an den Stopper 603 und stoppt die Drehung, verhindert dieser,
daß sich
durch das Stoppen der Drehung die Verzahnung 107 von dem
Ritzel 153 löst.
Der Pfeil 653 in 15 zeigt
einen Zustand, in dem die Nockenplatte 17 (Plattenteil 99)
sich nach rechts dreht (2WD-Stellung) und an den Stopper 603 stößt.
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Da
zudem die Stopper 603 in Drehrichtung der Nockenplatte 17 gebogen
gefaltet sind, dämpfen sie
durch ihre Federkraft den Stoß,
wenn die gedrehte Nockenplatte 17 an sie stößt.
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Die
einzelnen gewölbten
Teile 607 sind an der Seite der Nockenplatte 17 angebracht,
und in einer Drehstellung (Drehwinkel) unmittelbar vor dem Zusammentreffen
der Nockenplatte 17 mit dem Stopper 603 gebildet.
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16 zeigt
einen Zustand, in dem sich die Nockenplatte 17 dreht und
dem gewölbten
Teil 607 annähert.
Wie oben dargestellt, bringt die Nockenplatte 17 mittels
der Nocken 21 den Kontakt zur beweglichen Platte 19 zum
Abschluß und
dreht sich, wie der Pfeil 655 zeigt, durch das Drehmoment
des Motors 27 mit hoher Geschwindigkeit.
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17 zeigt
einen Zustand, in dem die über die
in 16 gezeigte Stellung hinaus gedrehte Nockenplatte 17 über den
gewölbten
Teil 607 läuft,
einen Reibungswiderstand aufnimmt und, wie der kurze Pfeil 657 zeigt,
aufgrund dieses Reibungswiderstandes ihre Drehgeschwindigkeit unmittelbar
vor dem Zusammentreffen mit dem Stopper 603 herabgesetzt
wird.
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Da
durch Herabsetzen der Drehgeschwindigkeit auf die vorgenannte Art
und Weise ein Zusammenstoß der
Nockenplatte 17 und des Stoppers 603 mit hoher
Geschwindigkeit vermieden und der Stoß gedämpft wird, können Beschädigungen
des Ritzels 153 des Elektromotors 27, der Verzahnung 107 des
Plattenteils 99, sowie des Elektromotors 27 verhindert
werden.
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18 ist
ein Diagramm 659, das die axiale Stellung der beweglichen
Platte 19 zum Drehwinkel der Nockenplatte 17 zeigt,
wobei in der horizontalen Achse (Drehwinkel) die Stellung des Stoppers
zu sehen ist, und in der vertikalen Achse (axiale Stellung) die
Stellung zur Zeit des Zweiradantriebszustandes (2WD) und zur Zeit
des Vierradantriebszustandes (4WD) zu sehen ist.
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Dreht
sich die Nockenplatte 17 von dem in 14 gezeigten
Zustand weiter in Richtung zum Zweiradantriebszustand (Stellung
in 15), wird der Nocken 21 betätigt und
steigt, wie in dem Diagramm gezeigt, an der schrägen Fläche 113 der Nockenstücke 105 der
beweglichen Platte 19 an und bewegt sich über einen
durch den Halteüberstand 117 verursachten
Spitzenwert 661 in die Stellung zur Zeit des Zweiradantriebs.
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Währenddessen
berührt
die Nockenplatte 17 den gewölbten Teil 607 und
wird verlangsamt, trifft dann auf den Stopper 603, und
ihre Drehung kommt zum Stillstand. Darüber hinaus bewegt sich die
bewegliche Platte 19, nachdem sie den Spitzenwert 661 überschritten
hat, nur um den axialen Bewegungsbereich zur Zeit, wenn die Nockenplatte 17 über dem gewölbten Teil 607 läuft, in
von dem Spitzenwert 663 gezeigter axialer Richtung.
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Dreht
sich zudem die Nockenplatte 17 von dem in 14 gezeigten
Zustand weiter in Richtung zum Vierradantriebszustand, kommt die
Betätigung von
Nocken 21 zum Stillstand, die bewegliche Platte 19 steigt
an der schrägen
Fläche
der Nockenstücke 105 ab
und bewegt sich in die Stellung zur Zeit des Vierradantriebs.
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Währenddessen
berührt
die Nockenplatte 17 den gewölbten Teil 607 und
wird verlangsamt, trifft dann auf den Stopper 603 auf der
gegenüberliegenden
Seite, und ihre Drehung kommt zum Stillstand. Darüber hinaus
bewegt sich die bewegliche Platte 19 nur um den axialen
Bewegungsbereich zur Zeit, wenn die Nockenplatte 17 über dem
gewölbten
Teil 607 läuft,
in von dem Spitzenwert 665 gezeigter axialer Richtung.
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19 ist
ein Diagramm 671, das die axiale Stellung der beweglichen
Platte 19 zum Drehwinkel der Nockenplatte bei einer Betätigungseinrichtung ohne
die gewölbten
Teile 607, 607 zeigt, und das zeigt, dass es,
anders als beim Diagramm 659 aus 18, keinen Spitzenwert 663, 665 gibt,
wenn die Nockenplatte über
den vorstehenden Teil 607 läuft, und dass die Nockenplatte 17 keine
Verzögerungsfunktion
und keine Stoßdämpfungsfunktion
aufweist.
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Im
Falle der Betätigungseinrichtung 601 wird der
feste Plattenteil 91 der Auflageplatte 15 von
der Stopperfunktion befreit, da die Stopper 603, 603 angebracht
sind.
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Zudem
sind, wie in 14 und 15 gezeigt,
an der beweglichen Platte 19 zwei Außenperipherie-Führungsstücke 609 und
vier Führungsstücke 611 angebracht.
Die einzelnen Außenperipherie-Führungsstücke 609 halten die
Außenperipherie der
Auflageplatte 15 und zentrieren die bewegliche Platte 19 und
die Auflageplatte 15 gegeneinander, die einzelnen Führungsstücke 611 greifen
in ein in der Auflageplatte 15 angebrachtes Führungsloch 613,
hemmen die Drehung und zentrieren sich gegenseitig.
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Da
bei einer derart strukturierten Betätigungseinrichtung 601,
die Drehung der Nockenplatte 17 durch Reibung mit dem gewölbten Teil 607 wie
beschrieben verzögert
wird, wird der Stoß beim
Zusammentreffen mit dem Stopper 603 gedämpft, und können Beschädigungen des Ritzels 153,
der Verzahnung 107, sowie des Elektromotors 27 verhindert
und die Haltbarkeit erhöht
werden.
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Eine
Struktur mit der Bildung eines gewölbten Teils auf der Auflageplatte 15 ist
zudem einfach und kostengünstig
zu realisieren.
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Es
folgt die Erläuterung
einer sechsten Ausführungsform
der Erfindung anhand von 20 bis 27.
In den folgenden Erläuterungen
entspricht die seitliche Ausrichtung der seitlichen Ausrichtung
in einem vierradgetriebenen Fahrzeug, in dem das hintere Differential 703 eingesetzt
wird. Das hintere Differential 703 (eine Differentialvorrichtung,
welche die Antriebskraft des Motors auf das rechte und linke Hinterrad
verteilt) ist eine Differentialvorrichtung, die auf der Eingangsseite
des Differentialmechanismus eine selektive Sperr- und Freigabefunktion
der Antriebskraft aufweist. Es wird in vierradgetriebenen Fahrzeugen
eingesetzt, im Zweiradantriebsbetrieb trennt es die Antriebskraft
auf die Hinterräder.
-
Das
Antriebskraftübertragungssystem
eines vierradgetriebenen Fahrzeuges, in dem das hintere Differential 3 eingesetzt
wird, besteht aus Motor (Antriebsmaschine), Transmissionsgetriebe,
Verteilergetriebe, 2-4-Umschaltvorrichtung,
vorderes Differential (eine Differentialvorrichtung für die Verteilung
der Antriebskraft des Motors auf das rechte und linke Vorderrad),
Vorderachse, rechtes und linkes Vorderrad, Gelenkwelle der hinteren
Räder,
hinteres Differential 703, eine Hinterachse, rechtes und
linkes Hinterrad etc.
-
Die
2-4-Umschaltvorrichtung bildet die Schnittstelle des Verteilergetriebes
für die
Kraftabführung
auf die Hinterräder,
sie wird, wie im folgenden dargestellt, gleichzeitig mit dem hinteren
Differential 703 ab- und
zugeschaltet und überträgt die Antriebskraft
auf die Hinterräder.
Die Antriebskraft des Motors wird vom Transmissionsgetriebe auf
das Verteilergetriebe übertragen
und vom Verteilergetriebe auf die Seite der Vorderräder und
auf die Seite der Hinterräder
verteilt.
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Die
auf die vorderen Räder
abgeführte
Antriebskraft wird vom vorderen Transmissionsgetriebe über die
Vorderachse auf die Seite des rechten und linken Vorderrads verteilt.
Weiterhin wird, wenn die 2-4-Umschaltvorrichtung
und das hintere Differential 3 zugeschaltet sind, die auf
die hinteren Räder
verteilte Antriebskraft von der 2-4-Umschaltvorrichtung und der Gelenkwelle
auf das hintere Differential 703 übertragen, und von dem hinteren
Differential 703 über
die Hinterachse auf das linke und rechte Hinterrad übertragen,
womit sich das Fahrzeug im Vierradantriebszustand befindet. Weiterhin
werden, wenn die 2-4-Umschaltvorrichtung
und das hintere Differential 703 jeweils gelöst sind,
die Hinterräder
vom Motor getrennt, und das Fahrzeug befindet sich im Zweiradantriebszustand.
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Das
hintere Differential 703 ist innerhalb des Differentialträgers 5 angebracht,
und innerhalb des Differentialträgers 5 ist
ein Ölreservoir
gebildet. Das hintere Differential 703 umfaßt, wie
in 20 zu sehen, eine Betätigungseinrichtung 701 mit
einer Platte, die eine Verzahnung aufweist, ein äußeres Differentialgehäuse 707,
ein inneres Differentialgehäuse 709,
einen Kegelrad-Differentialmechanismus 711, eine Klauenkupplung 13 (eine
Kupplung) etc.
-
Des
weiteren umfaßt
die Betätigungseinrichtung 701 mit
einer Platte, die eine Verzahnung aufweist, wie in 20 und 21 zu
sehen, eine Auflageplatte 15, eine Nockenplatte 717,
eine bewegliche Platte 19, Nocken 721 (Nockenmechanismus), eine
Schraubenfeder 723 (Stoßabsorptionsmittel), eine Rückholfeder 725,
eine Schiebefeder 727, einen Elektromotor 729,
ein Sammelgetriebe 29, ein Sammelgetriebe 731,
eine Steuereinrichtung etc.
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Das
hintere Differential 703 weist eine aus einem äußerem Differentialgehäuse 707 und
einem innerem Differentialgehäuse 709 bestehende
Doppelgehäusestruktur
auf, wobei das innere Differentialgehäuse 709 im Innenumfang
des äußeren Differentialgehäuses 707 frei
drehbar aufgelagert wird. Des weiteren sind die im äußeren Differentialgehäuse 707 gebildeten
linken und rechten Nabenteile 733, 735 jeweils über ein
Drucklager 737 (21) auf
einen Differentialträger 705 aufgelagert.
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Am äußeren Differentialgehäuse 707 ist
mittels Schraubbolzen ein Tellerrad 739 (21)
angebracht. Das Tellerrad 739 ist im Eingriff mit dem Antriebsritzel,
das integral mit der Antriebswelle gebildet ist. Die Antriebswelle
wird über
ein Verbindungsstück sowie
die Gelenkwelle auf Seiten der Hinterräder etc. mit der 2-4-Umschaltvorrichtung
des Verteilergetriebes verbunden, und die Antriebskraft des Motors dreht
das äußere Differentialgehäuse 703 von
der 2-4-Umschaltvorrichtung her über
das Antriebskraftübertragungssystem
der hinteren Räder.
-
Im
inneren Teil des äußeren Differentialgehäuses 707 ist
der Kupplungsring 741 angebracht, der frei in Axialrichtung
beweglich im Innenumfang des äußeren Differentialgehäuses 707 aufgelagert wird.
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Die
Klauenkupplung 713 besteht aus einem Gegenrad 743 und
einem Gegenrad 745, wobei das Gegenrad 743 am
linken Ende des Kupplungsringes 741 gebildet ist und das
Gegenrad 745 am rechten Ende des inneren Differentials 709 gebildet
ist.
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Jeweils
links und rechts am äußeren Differentialgehäuse 707 sind
in gleichem Abstand in peripherer Richtung die beiden Öffnungen 747, 749 für den Zu-
und den Abfluß von Öl angebracht.
Am rechten Ende des Kupplungsringes 741 sind in gleichem Abstand
in peripherer Richtung vier Fußteile 751 angebracht,
die in die Öffnung 749 greifen
und nach außen
hervor stehen.
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Der
Kupplungsring 741 wird, wie im folgenden beschrieben, von
der Betätigungseinrichtung 701,
die eine Platte mit einer Verzahnung aufweist, nach links und nach
rechts bewegt. Wird der Kupplungsring 741 nach links bewegt,
kommt, wie im unteren Teil von 20 gezeigt,
die Klauenkupplung 713 in Eingriff und werden das äußere Differentialgehäuse 707 und
das innere Differentialgehäuse 709 verbunden,
kehrt der Kupplungsring 741 nach rechts zurück, löst sich,
wie in der oberen Hälfte
von 1 gezeigt, der Eingriff der Klauenkupplung 13,
und werden das äußere Differentialgehäuse 707 und
das innere Differentialgehäuse 709 getrennt.
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Zwischen
dem linken Ende des inneren Differentialgehäuses 709 und dem äußeren Differentialgehäuse 707 ist
eine Sicherungsscheibe 753 angeordnet, welche die Wirkkraft
der Betätigungseinrichtung 701 aufnimmt,
die eine Platte mit einer Verzahnung aufweist, wobei mittels dieser
Sicherungsscheibe 753 das innere Differentialgehäuse 709 linksseitig in
axialer Richtung positioniert wird.
-
Der
Kegelrad-Differentialmechanismus 711 besteht aus einer
Mehrzahl von Ritzelwellen 755, Ritzeln 757, einem
linken und rechten abtriebsseitigen Achswellenrad 759, 761 etc.
-
Das äußere Ende
jeder Ritzelwelle 755 greift in ein in gleichem Abstand
in peripherer Richtung gebildetes Durchgangsloch 763 und
ist mit einer Verstellsicherung mittels eines Federstiftes 765 versehen.
-
Die
Ritzel 757 sind frei drehbar auf den einzelnen Ritzelwellen 755 aufgelagert,
und die Achswellenräder 759, 761 greifen
von links und rechts in die einzelnen Ritzel 67.
-
Die
einzelnen Nabenteile 767, 769 der Achswellenräder 759, 761 sind
auf die am äußeren Differentialgehäuse 707 gebildeten
Auflegerteile 771, 773 aufgelagert, und die einzelnen
Keilwellenverzahnungen 775, 777 der einzelnen
Nabenteile 767, 769 sind jeweils mit der rechten
und linken Hinterradachse verbunden.
-
Zudem
ist zwischen den einzelnen Achswellenrädern 759, 761 und
dem äußeren Differentialgehäuse 707 jeweils
eine Sicherungsscheibe 779 angeordnet, die die Eingriffsschubkraft
der Achswellenräder 759, 761 aufnimmt.
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In
der Innenperipherie des inneren Differentialgehäuses 709 sind der
Rückseite
jedes Ritzels 67 entgegenstehende sphärische Scheiben 781 gebildet,
welche die Zentrifugalkraft der Ritzel 757 sowie die durch
den Eingriff der einzelnen Achswellenräder 759, 761 auf
die Ritzel 757 ausgeübte
Eingriffsgegenkraft aufnehmen.
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Die
Auflageplatte 715 (eine erste Platte) ist preßgeformt
und besteht, wie in 20–27 zu sehen,
aus einem ringförmigen
Plattenteil 783, zwei mit dem ringförmigen Plattenteil 783 integral
gebildeten festen Plattenteilen 785, drei in gleichem Abstand in
peripherer Richtung zur Innenperipherie des ringförmigen Plattenteils 783 angebrachten
Montageaussparungen 787, zwei am ringförmigen Plattenteil 783 angebrachten
Führungslöchern 789,
und vier Führungslöchern 791 und
zwei Stoppern 793 etc.
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Die
Auflageplatte 715 ist ein wenig stärker als die bewegliche Platte 719 und
die Nockenplatte 717, um der axialen Kraft der Nocken 721,
der Federn 723, 725 etc. standhalten zu können.
-
Die
Nockenplatte 717 (die dritte Platte) ist preßgeformt
und besteht aus einem ringförmigen Plattenteil 795,
einem integral aus dem ringförmigen Plattenteil 795 heraus
verlängerten
und mit einer Getriebeverzahnung versehenen Plattenteil 797,
drei in gleichem Abstand in peripherer Richtung zur Innenperipherie
des ringförmigen
Plattenteils 795 angebrachten Montageaussparungen 799,
drei in peripherer Richtung an die einzelnen Aussparungen 700 angrenzend
angebrachten Halteüberständen 801 etc. Die
drei Nocken 803 sind preßgeformt und müssen eine
Höhe aufweisen,
die dem axialen Bewegungsvolumen (Hub) der beweglichen Platte 719 entspricht.
-
Der
Plattenteil 797 ist integral mit dem ringförmigen Plattenteil 795 gebildet,
und an seiner Außenperipherie
ist eine Verzahnung 805 angebracht. Die Halteüberstände 801 bestehen
aus einem an dem ringförmigen
Plattenteil 795 gebildeten axialen Teil 807, und
aus einem am Ende des axialen Teils 807 gebildeten diametralen
Teil 809 (27).
-
Die
einzelnen Nockenstücke 803 bestehen aus
einer schrägen
Fläche 811 (Nockenoberfläche), einer
diametral gebildeten Auflagefläche 813 ohne Nockenwinkel,
sowie einem zwischen der schrägen Fläche 811 und
der Auflagefläche 813 gebildeten Halteüberstand 815.
-
Die
bewegliche Platte 719 ist preßgeformt und besteht, wie in 27 zu
sehen, aus einem ringförmigen
Plattenteil 817, drei in gleichem Abstand in peripherer
Richtung zur Innenperipherie des ringförmigen Plattenteils 817 angebrachten
Nockenführungsstücken 819,
vier an der Außenperipherie
des ringförmigen
Plattenteils 817 angebrachten Führungsstücken 821, 823 etc.
-
Zudem
bestehen die einzelnen Nockenführungsstücke 819 aus
einem an dem ringförmigen Plattenteil 817 gebildeten
axial Teil 825, und einem am Ende des axialen Teils 127 gebildeten
diametralen Teil 827.
-
Die
Schraubenfeder 723 wird, wie in 21 und 27 gezeigt,
von einem zylindrischen Aufnehmerteil 833 gehalten, das
zwischen der an dem Plattenteil 797 (Nockenplatte 717),
das eine Verzahnung aufweist, mittels Nieten 829, 829 befestigten
Federführung 831 und
dem Plattenteil 797 gebildet ist.
-
Bewegt
sich, wie im folgenden beschrieben, die Nockenplatte 717 in
beide Richtungen, stoßen deren
beide Enden an den Stopper 793, 793 der Auflageplatte 715.
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Die
Auflageplatte 715, die Nockenplatte 717 und die
bewegliche Platte 719 und die Schraubenfeder 723 werden
gemäß 25-27 montiert,
und die Montage erfolgt in der folgenden Reihenfolge.
-
Schritt
1: Wie in 25 gezeigt, werden die drei
Stützüberstände 801 der
Nockenplatte 715 jeweils in die drei Montageaussparungen 787 der
Auflageplatte 715 eingesetzt.
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Schritt
2: In diesem Zustand dreht man die Nockenplatte 717 in
Richtung des Pfeils L in 25, der
axiale Teil 807 und der diametrale Teil 809 der einzelnen
Stützüberstände 801 greifen
in den ringförmigen
Plattenteil 783 der Auflageplatte, und die Nockenplatte 717 und
die Auflageplatte 715 werden in axialer Richtung positioniert
und zentriert.
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Schritt
3: Nach Anbringen eines Federringes (Schiebefeder) zwischen dem
Führungsstück 821 und
dem Führungsstück 823 werden,
wie in 26 gezeigt, die Montageaussparung 787 der
Auflageplatte 715 und Montageaussparung 799 der
Nockenplatte 717 übereinander
geführt,
und in diesem Zustand die einzelnen Nockenführungsstücke 819 der beweglichen
Platte 719 durch diese Aussparungen 787, 799 gesteckt.
-
Dabei
kann die Schiebefeder (Federring) auch mit der beweglichen Platte 719 integral
gebildet sein bzw. aus einer eigenen Feder (z. B. einer Schraubenfeder)
bestehen.
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Die
zwei Führungsstücke 821 der
beweglichen Platte 719 werden jeweils mit den beiden Führungslöchern der
Auflageplatte 715 in Eingriff gebracht, die beiden anderen
Führungsstücke 821 halten
die Außenperipherie
der Auflageplatte 715, und darüber hinaus werden die vier
Führungsstücke 823 mit
den vier Führungslöchern 791 der
Auflageplatte 715 in Eingriff gebracht.
-
Hierbei
zentrieren die die Außenperipherie der
Auflageplatte 715 haltenden Führungsstücke 821 die bewegliche
Platte 719 und die Auflageplatte 715 gegeneinander,
und die mit den Führungslöchern 789, 799 in
Eingriff gebrachten anderen Führungsstücke 821 hemmen
die Drehung der beweglichen Platte 719 und der Auflageplatte 715 und
zentrieren diese.
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Schritt
4: In dem Zustand aus Schritt 3 wird die Nockenplatte 717 in
Richtung des Pfeils R in 26 gedreht,
die einzelnen Nockenstücke 803 passen
sich in den radialen Teil 827 der einzelnen Nockenführungsstücke 819 der
beweglichen Platte 719 ein und ein Nocken 721 wird
gebildet.
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Schritt
5: Wie in 27 gezeigt, wird auf den Aufnehmerteil 833 der
Nockenplatte 717 (Plattenteil 797 mit der Verzahnung)
eine Schraubenfeder 723 aufgesetzt.
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Schritt
6: Die Schraubenführung 831 wird
auf die Schraubenfeder 723 gestülpt.
-
Schritt
7: Die Schraubenführung 831 wird mittels
Niet 829 an dem Plattenteil 797 befestigt.
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Der
Montageprozeß der
einzelnen Platten 715, 717, 719 und der
Schraubenfeder 723 erfordert demnach nur wenige Schritte
und ist extrem einfach.
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Wird
die Schraubenfeder 723 an der Nockenplatte 717 befestigt,
bevor Schritt 2 und Schritt 4 ausgeführt sind,
stößt beim
Drehen der Nockenplatte 717 in diesen Schritten die Schraubenfeder 723 jeweils
an die Stopper 793 der Auflageplatte 715, und kann
die Nockenplatte 717 nicht in dem notwendigen Winkel gedreht
werden, weshalb, wie oben beschrieben, die Befestigung der Schraubenfeder 723 in Schritt 4 erfolgen
muß.
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Nach
Abschluß der
oben beschriebenen Montage sind die Auflageplatte 715,
die Nockenplatte 717 und die bewegliche Platte 719 gegenseitig zentriert
und die Nockenplatte 717 frei drehbar gegenüber der
Auflageplatte 715 und der beweglichen Platte 719.
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Wie
in 20 und 22 zu
sehen, sind die einzelnen festen Plattenteile 785 der Auflageplatte 715 mit
einem Schraubenbolzen 835 am Differentialträger 705 befestigt.
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Die
Nocken 721 bestehen, wie oben beschrieben, aus den einzelnen
Nockenstücken 803 der
Nockenplatte 717, sowie den einzelnen Nockenführungsstücken 819 (diametrale
Teile 827) der beweglichen Platte 719.
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Die
Rückholfeder 725 ist,
wie in 20 zu sehen, integral in dem
Halter 837 des Kupplungsringes 741 gebildet.
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Ein
an diesem Halter 837 gebildetes Armteil 839 ist
an den einzelnen Fußteilen 751 des
Kupplungsringes 741 gefaltet befestigt, und ein Ring 841 ist
zwischen dem Halter 837 (Rückholfeder 725) und dem
rechten Ende des äußeren Differentialgehäuses 707 angeordnet.
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Kupplungsring 741 und
Halter 837 können sich
integral in axialer Richtung hin- und her bewegen, und die Rückholfeder 725 wirkt
auf den Kupplungsring 741 in Richtung des Eingriffs der
Klauenkupplung 713.
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20 zeigt
ein Beispiel einer integralen Bildung der Schiebefeder 727 mit
der beweglichen Platte 719. Zudem wird die Wirkkraft der
Schiebefeder 727 größer gesetzt
als die Wirkkraft der Rückholfeder 725 und
bewegt die bewegliche Platte 719 und den Kupplungsring 741 in
Richtung des Eingriffs (nach links) der Klauenkupplung 713.
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Außer die
Rückholfeder 725 integral
mit der beweglichen Platte 719 zu bilden, kann diese auch aus
einer eigenen Feder (z. B. eine Schraubenfeder) bestehen.
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Wie
in 21 gezeigt, ist das Gehäuse 843 des Elektromotors 729 mittels
eines O-Ringes 847 an dem am Differentialträger 705 angebrachten
Befestigungsloch 845 befestigt. Der Elektromotor 729 ist
in beide Richtungen drehbar, sein Leitungskabel 849 ist über eine
Steuereinrichtung an die Fahrzeugbatterie angeschlossen.
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An
einer Abtriebswelle 851 des Elektromotors 729 ist
ein Ritzel 853 keilwellenverbunden. Zwischen der Abtriebswelle 851 und
dem Gehäuse 843 ist
eine Öldichtung 855 angeordnet,
und das Ritzel 853 ist durch ein Kugellager 857 auf
das Gehäuse 843 aufgelagert.
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Das
Sammelgetriebe 731 besteht aus einem Ritzel 853 an
der Seite des Elektromotors 729, und der Verzahnung 805 des
Plattenteils 797 (Nockenplatte 717), es verstärkt das
Drehmoment des Elektromotors 729 und dreht die Nockenplatte 717.
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Die
Steuereinrichtung bewirkt, wie im folgenden beschrieben, das Einrücken und
das Ausrücken der
Klauenkupplung 713, zeitgleich mit dem Umschalten vom Zweiradantriebszustand
in den Vierradantriebszustand verbindet sie jeweils die Klauenkupplung 713 und
die 2-4-Umschaltvorrichtung,
und zeitgleich mit dem Umschalten vom Vierradantriebszustand in
den Zweiradantriebszustand trennt sie jeweils die Klauenkupplung 713 und
die 2-4-Umschaltvorrichtung.
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Zudem
bewirkt die Steuereinrichtung beim Ein- und Ausrücken der Klauenkupplung 713 mittels einer
Zeitsteuerung eine Rotation des Elektromotors 729 in beide
Richtungen (eine Richtung und ihre Gegenrichtung) nur für eine jeweils
gegebene Zeit (Winkel). Wenn der Elektromotor 729 sich
nur für
eine gegebene Zeit dreht, wird die Nockenplatte 717 über das
Sammelgetriebe 731 in eine gegebene Richtung nur in einem
gegebenen Winkel gedreht.
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22 zeigt
einen Zustand der Nockenplatte 717 in einer mittleren Stellung
des gesamten Drehwinkels (Drehweite).
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23 zeigt
einen Zustand der Nockenplatte 717, in dem diese von dem
in 22 gezeigten Zustand bis zu einer Richtung L (4-WD-Stellung)
nur in einem gegebenen Winkel gedreht ist.
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Zu
diesem Zeitpunkt greift das Ritzel 853 des Sammelgetriebes 731 nur
an einem Ende der Verzahnung 805 ein, zugleich stößt das Ende
einer Seite der Schraubenfeder 723 gegen das Ende einer
Seite des festen Plattenteils 785 und verhindert ein Überdrehen
der Nockenplatte 717, und verhindert ein Lösen des
Ritzels 853 von der Verzahnung 805.
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Wie
in 23 gezeigt, beendet die Nockenplatte 717 den
Kontakt mit der beweglichen Platte 719 mittels des Nockens 721 unmittelbar
bevor die Schraubenfeder 723 gegen den festen Plattenteil 785 stößt, dabei
wird zwar durch das Drehmoment des Motors 729 die Drehgeschwindigkeit
beschleunigt, durch die Krümmung
des festen Plattenteils 785 aber der Stoß beim Zusammentreffen
mit der Schraubenfeder 723 absorbiert und gemildert.
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Dreht
sich die Nockenplatte 717 weiter in 4-WD-Stellung, befinden
sich an den einzelnen Nocken 721 der diametrale Teil 827 der
einzelnen Nockenführungsstücke 819 der
beweglichen Platte 719 in absteigender Stellung an der
schrägen
Fläche 811 der
Nockenstücke 803 der
Nockenplatte 717. Wie in der unteren Hälfte von 20 gezeigt,
wird in diesem Zustand der diametrale Teil 827 von der
Wirkkraft der Schiebefeder 727 gegen den ringförmigen Plattenteil 795 der
Nockenplatte 717 gedrückt,
und die Betätigung
der einzelnen Nocken 721 endet.
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Endet
die Betätigung
der einzelnen Nocken 721, bewegen sich die bewegliche Platte 719 und
der Kupplungsring 741 durch die Schiebefeder 727 nach links,
die Klauenkupplung 713 kommt in Eingriff und das Fahrzeug
befindet sich im Vierradantriebszustand.
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Zu
diesem Zeitpunkt bildet die Schiebefeder 727 einen Wartemechanismus,
sie bringt die Klauenkupplung 713 in Eingriff, wenn die
Phasen der Gegenräder 743, 745 ausgerichtet
sind.
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24 zeigt
einen Zustand, in dem der Plattenteil 797 von der in 22 gezeigten
Stellung bis zu einer Richtung R (4WD-Stellung) nur in einem gegebenen
Winkel gedreht wird.
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Zu
diesem Zeitpunkt greift das Ritzel 853 des Sammelgetriebes 731 an
dem anderen Ende der Verzahnung 805 ein, die andere Seite
der Schraubenfeder 723 auf der Nockenplatte 717 stößt gegen
die andere Seite des festen Plattenteils 785 (Stopper)
und verhindert ein Überdrehen
der Nockenplatte 717, und verhindert ein Lösen des
Ritzels 853 von der Verzahnung 805.
-
Wie
in 24 gezeigt, beendet die Nockenplatte 717 den
Kontakt mit der beweglichen Platte 719 mittels des Nockens 21 unmittelbar
bevor die Schraubenfeder 723 gegen den festen Plattenteil 785 stößt, dabei
wird zwar durch das Drehmoment des Motors 729 die Drehgeschwindigkeit
beschleunigt, durch die Krümmung
des festen Plattenteils 785 aber der Stoß beim Zusammentreffen
mit der Schraubenfeder 723 absorbiert und gemildert.
-
Dreht
sich die Nockenplatte 717 weiter in 2WD-Stellung, steigt
an den einzelnen Nocken 721 der diametrale Teil 827 der
einzelnen Nockenführungsstücke 819 an
der schrägen
Fläche 811 der
Nockenstücke 803 an,
läuft über die
Halteüberstände 815,
wird von der Auflagefläche 813 gehalten,
und die einzelnen Nocken werden betätigt.
-
Bei
Betätigung
der einzelnen Nocken 721 bewegen sich durch die Nockenschubkraft
die einzelnen Nockenführungsstücke 819 (bewegliche
Platte 719) in axialer Richtung nach rechts und drücken die Schiebefeder 727 zusammen.
Wird die Schiebefeder 727 zusammengedrückt, bewegt sich, wie in der
oberen Hälfte
der 20 gezeigt, die bewegliche Platte 719 (Kupplungsring 741)
aufgrund der Wirkkraft der Rückholfeder 725 nach
rechts, der Eingriff der Klauenkupplung 713 wird gelöst und das
Fahrzeug kommt in den Zweiradantriebszustand.
-
Zudem
ist eine Federkonstante der Schraubenfeder 723 auf einen
Bereich eingestellt, daß sich das
Ritzel 853 nicht von der Verzahnung 805 löst, wenn
sich die Nockenplatte 717 sowohl in 2WD-Stellung als auch
in 4WD-Stellung beim Auftreffen des festen Plattenteils 785 (Stopper)
um deren Biegungswert weiter dreht.
-
Darüber hinaus
wird durch die Sperrfunktion der Halteüberstande 815, welche
die einzelnen Nockenstücke 819 auf
der Auflagefläche 813 hält, verhindert,
daß das
Fahrzeug entgegen dem Willen des Fahrers im Betriebshalt-Zustand
des Elektromotors 729 aufgrund von Störfaktoren wie Erschütterungen oder
Stößen während der
Fahrt vom Zweiradantriebszustand in den Vierradantriebszustand wechselt.
-
Weil
zudem die zu beiden Seiten der schrägen Fläche 811 der Nockenstücke 803 angebrachte Haltefläche 813 und
der ringförmige
Plattenteil 795 jeweils keinen Nockenwinkel aufweisen,
wirkt, während
die Nockenführungsstücke 819 (radialer
Teil 827) über
diese schräge
Fläche 813 und
den ringförmigen
Plattenteil 795 laufen, auf die Nockenplatte 717 kein
Drehmoment, auch wenn sie die Wirkkraft der Schiebefeder 727 aufnimmt,
und es kommt nicht zu einem irrtümlichen
Wechsel vom Zweiradantriebszustand in den Vierradantriebszustand
entgegen dem Willen des Fahrers.
-
Weil
demgemäß sowohl
vor einer Betätigung (bei
Betriebshalt) als auch nach einer Betätigung der Zustand der Nocken 721 bewahrt
wird und sich das Fahrzeug in einem stabilen Vierradantriebszustand und
Zweiradantriebszustand befindet, kann der Elektromotor 729 außer bei
Betätigung
der Nocken 721 abgeschaltet werden.
-
Wie
oben dargestellt, wird im Vierradantriebszustand, da die Klauenkupplung 713 und
die 2-4-Umschaltvorrichtung jeweils verbunden sind, die Antriebskraft
des Motors von der 2-4-Umschaltvorrichtung über das Antriebskraftübertragungssystem der
hinteren Räder
auf das äußere Differentialgehäuse 707 übertragen,
und wird das innere Differentialgehäuse 709 über die
Klauenkupplung 713 in Drehung versetzt. Diese Drehung wird
von der Ritzelwelle 709 über das Ritzel 757 auf
die Achswellenräder 759, 761 verteilt,
und über
die einzelnen Radachsen auf das linke und rechte Hinterrad übertragen.
-
Kommt
das Fahrzeug in den Vierradantriebszustand, verbessern sich die
Laufeigenschaften, das Ausweichvermögen und die Stabilität des Fahrzeugs auf
schlechter Straße.
Wenn zudem z. B. bei der Fahrt auf schlechter Straße eine
Differenz im Antriebswiderstand der hinteren Räder auftritt, wird die Antriebskraft
des Motors durch die Eigendrehung der einzelnen Ritzel 757 ausgleichend
auf das rechte und das linke Hinterrad verteilt.
-
Im
Zweiradantriebszustand, wenn die Verbindung zwischen der Klauenkupplung 713 und
der 2-4-Umschaltvorrichtung jeweils gelöst ist, ist der Bereich vom
inneren Differentialgehäuse 709 bis
zu den hinteren Rädern
durch die Klauenkupplung 713 getrennt und befindet sich
in freier Drehung, zugleich ist das Kraftübertragungssystem von der 2-4-Umschaltvorrichung
zum äußeren Differentialgehäuse 707 sowohl
von der Antriebskraft des Motors als auch von der Mitnahmewirkung
durch die hinteren Räder
getrennt, und seine Drehung kommt zum Stillstand.
-
So
verringert sich in diesem Zweiradantriebszustand, wenn die Drehung
des Kraftübertragungssystems
der hinteren Räder
von der 2-4-Umschaltvorrichung
zum äußeren Differentialgehäuse 707 zum
Stillstand kommt, die Vibration und verbessert sich die Fahrqualität, zugleich
verringert sich der Verschleiß der
einzelnen Teile des Kraftübertragungssystems
für die
hinteren Räder
und erhöht
sich ihre Haltbarkeit, darüber
hinaus verringern sich die Belastung des Motors sowie der Treibstoffverbrauch entsprechend
dem geringeren Umdrehungswiderstand.
-
Am äußeren Differentialgehäuse 707 sind außer den
beiden Öffnungen 747, 749 an
der Innenperipherie des Nabenteils 733 spiralförmige Ölnuten 859 gebildet,
darüber
hinaus sind an dem den Sicherungsscheiben 779, 779 gegenüberstehenden
Teil jeweils mit den einzelnen Ölnuten 859 verbundene
diametrale Ölnuten 861, 863 gebildet.
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Da
die Öffnungen 747, 749 am
Außenseitenteil
des Differentialgehäuses 707 in
diametraler Richtung gebildet sind, werden sie beständig in
das Öl des
am Differentialträger 705 gebildeten Ölreservoirs getaucht,
und fließt
mit der Drehung des äußeren Differentialgehäuses 707 Öl durch
die Öffnungen 747, 749 ein
und aus.
-
Zudem
wird das Öl
des Ölreservoirs
durch die Drehung des äußeren Differentialgehäuse 707 (Tellerrad 739)
hochgerührt,
der Transport des hochgerührten Öls durch
die Schraubenpumpenwirkung der Ölnut 859 befördert, und
es strömt
durch den Zwischenraum zwischen den Ölnuten 863, 861 und
den Sicherungsscheiben 779, 779 etc. in den Innenteil des äußeren Differentialgehäuses 707.
-
Das
in das äußere Differentialgehäuse 707 eingeströmte Öl wird an
die den Differentialmechanismus 711 bildenden einzelnen
Eingriffsteile der Ritzel 757, 759, 761,
die gleitenden Teile der Ritzelwellen 755 und der Ritzel 757,
die gleitenden Teile des äußeren Differentialgehäuses 707 und
des inneren Differentialgehäuses 709,
die gleitenden Teile des äußeren Differentialgehäuses 707 und
des Kupplungsrings 741, sowie die Klauenkupplung 713 (Gegenrad 743, 745)
geliefert und schmiert und kühlt
diese.
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Zudem
wird auch der untere Teil der Betätigungseinrichtung 701 mit
einer Platte, die eine Verzahnung aufweist, in das Ölreservoir
getaucht und die gleitenden Teile der in Drehung versetzten Nockenplatte 717,
Halteplatte 715 und beweglichen Platte 719, sowie
die Nocken 721 etc. geschmiert und gekühlt.
-
Zudem
wird auch das Sammelgetriebe 731 von dem vorgenannten hochgerührten Öl geschmiert und
gekühlt.
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Aufgrund
der vorgenannten Schmierung und Kühlung durch das zulaufende Öl verringert
sich die Reibung und erhöht
sich die Haltbarkeit, zugleich verringert sich der Reibungswiderstand
der einzelnen gleitenden Teile und sinkt der Treibstoffverbrauch des
Motors.
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Die
Betätigungseinrichtung 701 und
das hintere Differential 703 sind in der oben beschriebenen Art
und Weise strukturiert.
-
Weil
bei der Betätigungseinrichtung 701, auch
wenn die Nockenplatte 717 den Kontakt mittels der Nocken 721 beendet
hat und sich durch das Drehmoment des Motors 729 schnell
dreht, die Krümmung
der Schraubenfeder 723 den Stoß beim Zusammentreffen mit
dem festen Plattenteil 785 (Stopper) mildert, wird eine
Beschädigung
des Ritzels 853 und der Verzahnung 805, der einzelnen
festen Plattenteile 785 (Stopper), des Elektromotors 729 etc.
verhindert, Haltbarkeit und Zuverlässigkeit erhöhen sich
und eine reguläre
Funktion kann lange bewahrt werden.
-
Zudem
ist diese Struktur extrem billig zu realisieren im Vergleich zu
einer solchen, die Wegfühler verwendet.
-
Zudem
ist die Struktur mit einer Schraubenfeder 723 als Stoßabsorptionsmittel
leicht zu realisieren und reduziert weiter die Kosten.
-
Zudem
kann durch Austausch der Schraubenfeder 723 gegen eine
solche mit anderer Stärke die
Stoßkraftabsorptionsfunktion
frei reguliert werden.
-
Zudem
kommt die Betätigungseinrichtung 701,
die das Drehmoment des Elektromotors 729 durch Nocken 721 in
eine Betätigungskraft
der Klauenkupplung 713 umwandelt, anders als eine Struktur mit
Flüssigkeitsdruck-Betätigungseinrichtungen, ohne
die teure Pumpe, Kolben und Zylinder sowie Schaltmechanismus aus,
womit sich die Teilezahl entsprechend verringert, die Struktur einfacher
wird und die Kosten sinken.
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Darüber hinaus
benötigt
das hintere Differential 3 mit der Betätigungseinrichtung 701,
die eine Verzahnungsplatte aufweist, nicht den großen Raum für die Anordnung
der Druckleitungen etc., es ist leicht und kompakt strukturiert
und paßt
sich besser in das Fahrzeug ein, zugleich besteht keine Notwendigkeit,
Veränderungen
am hinteren Differentialträger 705 vorzunehmen,
womit auch die für
solche Veränderungen
anfallenden Kostensteigerungen vermieden werden.
-
Da
zudem die Betätigungseinrichtung 701 und
das hintere Differential 703 keiner Funktionsminderung
durch Druckverlust oder dem Einfluß von Druckveränderungen
unterliegen, können
Leistung, Stabilität
und Zuverlässigkeit
erheblich gesteigert und die mit dem Anbringen von Dichtungen für die Druckleitungen
einhergehenden Kosten vermieden werden.
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Der
Inhalt der Japanischen Patentanmeldungen No. 2002-228498 (angemeldet
am 06.08.2002) und 2002-263989 (angemeldet am 10.09.02) ist in seiner
Gesamtheit in Betracht gezogen worden und hier enthalten.
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Beschrieben
wurden wünschenswerte
Ausführungsformen
der Erfindung, doch sind die Ausführungsformen nicht hierauf
beschränkt.
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Wer über reguläre technische
Fertigkeiten auf dem in Frage kommenden technischen Gebiet verfügt, ist
auf der Grundlage des oben dargestellten Inhalts in der Lage, die
Erfindung durch Modifikation bzw. Umgestaltung zu realisieren.
-
So
ist z. B. die durch die Betätigungseinrichtung
gemäß der Erfindung
betätigte
Vorrichtung nicht auf eine Kupplung beschränkt. Die Kupplung muß nicht
die Eingriffskupplung (Klauenkupplung) der einzelnen beschriebenen
Ausführungsformen
sein, es kann sich auch um eine Reibkupplung, eine Mehrscheibenkupplung
oder eine Kegelkupplung handeln. Zudem ist der Differentialmechanismus
nicht auf einen Differentialmechanismus mit einem Kegelradgetriebe
beschränkt,
es kann sich auch um einen Differentialmechanismus mit einem Planetengetriebe,
ein Differentialgetriebe, bei dem ein Achswellenrad abtriebsseitig
durch ein in einem Aufnahmeloch des Differentialgehäuses frei
drehbar aufgenommenes Ritzel verbunden ist, oder um ein Schneckenradgetriebe
etc. handeln.